本实验室以（多）移动机械臂和力反馈等平台为载体，聚焦机器人运动规划、人机交互以及智能操作技术的研究，推动其在灾难搜索救援、人机友好医疗辅助、特种电力作业、五金行业智能制造等场景的应用
1. 机器人轨迹规划与跟踪控制（Trajectory Planning and Tracking Control of Robot）
研究挑战：
机器人各类运动学、动力学约束以及建模误差综合影响下，如何融合轨迹规划与跟踪控制技术，同时保证机器人快速的瞬态性能和高精度稳态性能目前仍面临巨大的挑战。
实验视频：
基于受限轨迹优化的机械臂末端振动抑制
2. 人机友好遥操作（Human-robot Friendly Teleoperation）
研究挑战：
遥操作作为一种典型的人-机-环境相交互的机器人技术，借助人的智慧，实现机器人从粗放、单一向精细、协同的作业模式过渡。但当前的遥操作技术存在经济可靠通信难、人机交互效率低、安全精细操作难等难题亟需突破。
实验视频：
3. 机器人视觉抓取操作（Visual Servo based Grasping and Manipulation）
研究挑战：
在各种环境噪声的干扰下，如何融合深度相机与彩色相机信息，估计目标物体相对于机械臂本体的位置和姿态，同时保证估计结果的高精度和估计过程的高速度是目前机器人视觉伺服面临的巨大挑战。
实验视频：
4. 机械臂同时三维探索与运动规划（Simultaneous 3D-Exploration and Motion Planning of Manipulator）
研究挑战：
兼顾建图质量与机械臂特性，如何实现机械臂安全高效的自主探索与检测是未知复杂环境下机械臂同时探索与运动规划面临的一大挑战。
实验视频：
5. 任务场景三维重建（3D Reconstructions of Task Scenes）
研究挑战：
机械臂工作空间的精准三维重建是实现机械臂安全精准避碰运动规划的基础。基于彩色信息的三维重建技术对光度敏感，且受特征点、图像梯度等因素影响。而基于深度信息的三维重建技术通过ICP进行位姿估计，在环境几何结构特征不明显的平面场景，容易出现很大偏差。
实验视频：
最新成果：
[1] M. Yuan and X. Zhang, Minimum-time Transient Response Guaranteed Control of Servo Motor Systems with Modeling Uncertainties and High-order Constraint, IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, 2022. DOI: 10.1109/TCSII.2022.3227332
[2] M. Yuan and X. Zhang, Stability and fast transient performance oriented motion control of a direct-drive system with modeling uncertainties, velocity and input constraints, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2022, DOI: 10.1109/TMECH.2022.3191201.
[3] M. Yuan and X. Zhang. Towards Fast Trajectory Recovery for Servo Motor Systems under Instantaneous Large Disturbance. IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, 2022. DOI: 10.1109/TCSII.2022.3166955.
[4] M. Yuan, Z Chen, B Yao, et al. Fast and Accurate Motion Tracking of a Linear Motor System under Kinematic and Dynamic Constraints: an Integrated Planning and Control Approach. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2021, 29(2): 804-811.
[5] M. Yuan, Z Chen, B Yao, et al. A general online trajectory planning framework in the case of desired function unknown in advance. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2019, 15(5): 2753-2762.
[6] M. Yuan, Z Chen, B Yao, et al. An improved online trajectory planner with stability-guaranteed critical test curve algorithm for generalized parametric constraints. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2018, 23(5): 2459-2469.
[7] M. Yuan, Z Chen, B Yao, et al. Time optimal contouring control of industrial biaxial gantry: A highly efficient analytical solution of trajectory planning. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2017, 22(1): 247-257.
